包友興,屈憲章
(中鹽昆山有限公司,江蘇昆山 215300)
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聯(lián)堿水平衡
包友興,屈憲章
(中鹽昆山有限公司,江蘇昆山 215300)
通過對聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡、水平衡分析,提出實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡的方法。
聯(lián)堿生產(chǎn)工藝;水平衡;重堿帶式過濾機;方法
中鹽昆山有限公司遷建 60萬t純堿項目已經(jīng)投入正常生產(chǎn)。聯(lián)堿工藝選用4項專利,引進3類設(shè)備。主要是:采用濃氣外冷大型碳化塔;81 m2重堿水平帶式真空過濾機;840 m3冷、鹽析氯化銨結(jié)晶器,φ2400冷析結(jié)晶外冷器帶有熱AⅠ清洗循環(huán)軸流泵,內(nèi)加熱干銨爐;φ3000內(nèi)返堿輕灰煅燒爐和φ2800重灰煅燒爐,重灰和輕灰粉體流涼堿工藝;純堿、氯化銨產(chǎn)品包裝采用半自動流水線作業(yè);DCS集中控制操作。中鹽昆山公司是聯(lián)堿行業(yè)采用新技術(shù)最多的企業(yè)之一。
現(xiàn)就聯(lián)堿生產(chǎn)水系統(tǒng)平衡有關(guān)問題,談?wù)J識如下。
聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)母液指:氨母液Ⅱ、氨母液Ⅰ、母液Ⅱ、母液Ⅰ、碳化塔出堿液、半母液Ⅱ、鹽析氯化銨結(jié)晶取出液、冷析氯化銨結(jié)晶取出液等。
原采用轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機時,聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡要求過濾洗水(脫鹽水或軟水)當(dāng)量為680 kg/t堿。即重堿過濾時,洗水(脫鹽水或軟水)加入量控制在≤680 kg/t堿時,母液系統(tǒng)可以做到基本平衡。這是轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機工藝水平。
《純堿工學(xué)》第十三章 純堿生產(chǎn)過程的物料平衡和能量平衡匯總/第三節(jié) 聯(lián)堿法物料平衡圖 /圖13-6 聯(lián)堿水平衡,也是以轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機工藝計算聯(lián)堿母液平衡。
聯(lián)堿生產(chǎn)碳化塔出堿液由于采用重堿水平帶式真空過濾機工藝后,聯(lián)堿生產(chǎn)做到了母液平衡,也得到純堿行業(yè)的認(rèn)可。
聯(lián)堿生產(chǎn)過程中,除上述母液之外,還有其他稀液,如熱堿液、廢淡液、爐氣冷凝液、碳化尾氣洗滌水、爐氣洗滌液、干燥氯化銨尾氣洗滌水、氯化銨離心機涮車水、設(shè)備清洗雜水等。
當(dāng)前,全國聯(lián)堿生產(chǎn)已實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡,但聯(lián)堿生產(chǎn)沒有做到水平衡,表現(xiàn)為:
1)《純堿工業(yè)水污物排放標(biāo)準(zhǔn)》(2008年7月編制,送審件)執(zhí)行國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中,第二類污染物最高允許排濃度中“石油化工行業(yè)執(zhí)行的二級標(biāo)準(zhǔn)對氨氮的限值50 mg/L”。即聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)企業(yè)排放量12 m3/t堿,NH3—N:50 mg/L。
2) 全國大多數(shù)聯(lián)堿廠沒有做到水平衡,以各種方式處理聯(lián)堿生產(chǎn)的各種稀液。
我們國家經(jīng)濟進入新常態(tài),各級政府對環(huán)保要求越來越高。特別是我們企業(yè)地處經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū),環(huán)保要求更高。我們廠建在昆山市張浦鎮(zhèn)吳淞江旁,下游即是上海蘇州河,地處兩個省市的交界處,進入上海市的水質(zhì)要求高,環(huán)保問題更為突出。
目前,我們聯(lián)堿生產(chǎn)中的廢水,所含氨氮雖符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),但地方環(huán)保部門也不允許我們企業(yè)排放。
因此,我們要在聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)母液平衡的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡。
聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡要求:各種水加入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)的總量為≤460 kg水/t堿。即各種水加入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)總和控制在≤460 kg水/t堿時,聯(lián)堿生產(chǎn)可以做到基本水平衡。對我們企業(yè)聯(lián)堿生產(chǎn)的實際情況,“460 kg水/t堿”包括:加入脫鹽水或軟水、原料鹽含水、合成氨變換含氨廢水、淡液蒸餾0.4 MPa蒸汽凝水等。其中“合成氨變換含氨廢水”指以煙煤為原料、以氣流床氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氨工藝中,一氧化碳變換過程冷凝的少量含氨約2%廢水,送至聯(lián)堿重堿過濾工序用作帶濾機洗水。
3.1 采用重堿水平帶式真空過濾機工藝
我們客觀地看到重堿帶濾機的使用,可減少重堿過濾過程中脫鹽水加入量,為聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡提供充分條件。法國APR帶濾機供應(yīng)商要求帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水為脫鹽水(約為267 kg/t堿),除此之外,其他洗水可以使用復(fù)用水。
帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水只是要求不含結(jié)晶細(xì)粒,只要除掉結(jié)晶細(xì)粒的不含氯根的廢淡液(復(fù)用水)也可以替代帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水。
帶濾機洗滌重堿的脫鹽水(或軟水)加入量與轉(zhuǎn)鼓式過濾機相比,可以減少400 kg/t堿。
3.2 循環(huán)水
工作壓力0.45 MPa,夏天水溫≤33 ℃;
回水壓力0.2~0.25 MPa,夏天水溫≤42 ℃。
因循環(huán)水壓力大于生產(chǎn)裝置冷卻設(shè)備中被冷卻介質(zhì)的操作壓力,所以要防止設(shè)備內(nèi)滲漏,可能產(chǎn)生循環(huán)水摻入生產(chǎn)系統(tǒng),造成母液膨脹現(xiàn)象。
3.3 蒸汽冷凝水
蒸汽冷凝水大部分在煅燒工序產(chǎn)生。輕灰、重灰煅燒過程中產(chǎn)生蒸汽凝水先閃蒸回收蒸汽,再將冷凝液回送到鍋爐系統(tǒng)。同時要做好干燥氯化銨工序加熱蒸汽及各種伴熱裝置產(chǎn)生蒸汽冷凝水回收到鍋爐系統(tǒng)。
淡液蒸餾時所用0.4 MPa低壓蒸汽凝水是要進入生產(chǎn)系統(tǒng)。在條件成熟時,取消淡液蒸餾,讓淡液直接返回到母液系統(tǒng),這是最優(yōu)化回收辦法,既節(jié)能又有利于水平衡。
3.4 碳化尾氣洗滌水
碳化尾氣洗滌回收氨,通常設(shè)計采用脫鹽水或軟水吸收氨。建議改用冷卻后廢淡液(復(fù)用水)替代脫鹽水,可以減少進入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)的脫鹽水量。
3.5 與其它水系統(tǒng)隔離
生產(chǎn)凈水、生活水、消防水不能與生產(chǎn)系統(tǒng)串通,不能讓其(或無意的)摻入生產(chǎn)系統(tǒng)。
3.6 管理各種雜水
氯化銨離心機涮車水、設(shè)備清洗水等各種雜水,要收集到地下雜水池,擇機補充到母液系統(tǒng)中。
表1 聯(lián)堿水平衡計算表
說明:1.生產(chǎn)能力:60萬t/a,75t/h; 2.由于“合成氨變換含氨冷凝廢水”的加入,替代部分脫鹽水,在過濾機洗水當(dāng)量不變時,應(yīng)減少脫鹽水補充量; 3.聯(lián)堿系統(tǒng)水平衡計算時,以生產(chǎn)輕灰60萬t/a,暫不考慮生產(chǎn)重灰時水平衡。
聯(lián)堿重堿過濾在采用帶式水平真空過濾機前,我們要達(dá)到聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡是一種奢望?,F(xiàn)在,聯(lián)堿生產(chǎn)碳化塔出堿液采用帶式水平真空過濾機過濾重堿工藝,分三次過濾洗滌重堿濾餅,分別使用三道不同水質(zhì)的洗水,可以減少使用脫鹽水(軟水)作過濾洗水,這就為聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡提供充分條件。根據(jù)中鹽昆山有限公司聯(lián)堿生產(chǎn)近期運行情況,可以做到水平衡。使得聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡不只是一種設(shè)想,而完全可以變?yōu)楝F(xiàn)實。
在大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新的時代形勢下,我們要進一步提高聯(lián)堿工藝水平,為聯(lián)堿行業(yè)的節(jié)能減排做出努力!
[1] 中昊(大連)化工研究設(shè)計院有限公司.純堿工學(xué)(第三版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014
[2] 包友興,夏文菊,楊軍.重堿水平帶式真空過濾機工藝計算[J].純堿工業(yè),2013(4)
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C
1005-8370(2016)06-08-03
2016-10-21